吳 博 ,趙維娟 ,馮松林 ,趙 宏 ,孫新民 ,郭木森
(1. 鄭州大學 物理工程學院,河南 鄭州 450052;2. 中國科學院高能物理研究所,北京 100039;3. 河南省文物考古研究院,河南 鄭州 450000)
汝瓷是北宋汝窯燒制青瓷的統(tǒng)稱,是中國瓷器史上最早出現(xiàn)以及最負盛名的瓷器種類之一[1],因此研究汝瓷的相關(guān)問題具有十分重要的意義。河南省文物考古研究院于2012-2014年針對汝官窯中心燒造區(qū)及四周相關(guān)區(qū)域進行了3次考古發(fā)掘。與以往不同的是,此次發(fā)掘一方面出土了一種青釉瓷器,其釉色類汝瓷,也有天青、青綠、卵青和月白,釉色光亮,玻璃質(zhì)感強,但玉質(zhì)感不及汝釉[2]。為了和汝瓷區(qū)分,暫將此種瓷器定名為“類汝瓷”;另一方面出土了大量的素燒器,初步認定其燒造和堆積時代不早于金代,從器型特征來看,此類器物可能并非民用,且出戟瓶、素燒大盤、長方形托盤等器物亦非一般生活用品,或許是祭祀用品[3]。
為進一步探討“類汝瓷”瓷胎的原料來源是否一致,以及“類汝瓷”瓷胎原料與素燒胎原料有哪些區(qū)別與聯(lián)系,用XRF測量瓷胎樣品的Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、K2O、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3、Cr2O3、ZnO、Rb2O、SrO、Y2O3、ZrO2等16種元素的化學組分,采用散布分析、因子分析和模糊聚類分析對XRF數(shù)據(jù)進行分析,從而得出“類汝瓷”瓷胎和素燒胎的元素組成特征及它們之間的分類關(guān)系,三種分析方法相互印證。該研究為“類汝瓷”瓷胎與素燒胎原料的區(qū)別與聯(lián)系提供科學依據(jù),具有重要的考古意義與科學價值。
選取清涼寺窯“類汝瓷”瓷胎樣品30個,其中“草 綠”瓷胎10個、“天青”瓷胎10個、“卵青”瓷胎10個,以及素燒胎樣品4個。這些樣品均由河南文物考古研究院提供,其來源準確可靠。樣品情況如表1所示。
表1 樣品選取Tab.1 Selecting of samples
表2 XRF實驗數(shù)據(jù)結(jié)果 (wt.%)Tab.2 The XRF results (Content: wt.%)
用XRF測量瓷胎樣品16種元素的化學組分,其中Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、K2O、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3等10種元素的化學組分的含量如表2所示。
多元統(tǒng)計分析在自然科學和社會科學中有著極為廣泛的應用,以正態(tài)分布為前提假設(shè),研究多元隨機變量彼此之間的相互依賴關(guān)系及其變量自身的統(tǒng)計規(guī)律[4]。將XRF數(shù)據(jù)通過多元統(tǒng)計分析中的散布分析、因子分析和模糊聚類分析進行處理,得到的結(jié)果相互印證,使結(jié)論更具參考價值。
2.1.1 XRF數(shù)據(jù)的一維散布分析
以一種元素的化學組分的含量為縱坐標,以樣品序號為橫坐標,可作出一維散布分析圖[5-6]。圖1為Fe2O3含量的一維散布分析圖,━表示算數(shù)平均值α,┄表示標準誤差δ??梢钥闯觥邦惾甏伞贝商ヅc素燒胎樣品Fe2O3的含量較為相近,QL54樣品表面顏色較深,F(xiàn)e元素含量偏高。
圖2為CaO含量的一維散布分析圖,圖中“類汝瓷”瓷胎樣品與素燒胎樣品CaO含量明顯區(qū)分開來,而“類汝瓷”瓷胎三類樣品的CaO含量基本一致。
2.1.2 XRF數(shù)據(jù)的二維散布分析
以一種元素的化學組分的含量為橫坐標,另一種元素的化學組分的含量為縱坐標,作出二維散布分析圖[6]。圖3為SiO2含量與CaO含量的二維散布分析圖,“類汝瓷”瓷胎樣品集中在A區(qū)域,素燒胎樣品集中在B區(qū)域,同一區(qū)域的樣品關(guān)系較為密切?!邦惾甏伞贝商悠放c素燒胎樣品的關(guān)系較遠。
圖1 Fe2O3含量的一維散布分析圖Fig.1 One-dimensional dispersion analysis of Fe2O3 content
因子分析能將多個實測變量轉(zhuǎn)換成少數(shù)幾個互不相關(guān)的綜合指標[7],找出多種變量之間的相關(guān)性。對XRF數(shù)據(jù)進行因子分析,通過分析,發(fā)現(xiàn)Na2O、P2O5、K2O和MnO和其他六種元素的化學組分相關(guān)性不強,剔除后對MgO、SiO2、Fe2O3、CaO、TiO2和Al2O3六種元素的化學組分含量進行因子分析,提取F1和F2兩個因子,解釋總方差68.732%,做二維散點圖,如圖4所示??梢悦鞔_看出“類汝瓷”集中在C區(qū)域,歸屬同一類;素燒胎主要分散在D區(qū)域。兩者為完全不同的兩類。
圖2 CaO含量的一維散布分析圖Fig.2 One-dimensional dispersion analysis of CaO content
圖3 CaO-SiO2含量的二維散布分析圖Fig.3 Two-dimensional Dispersion analysis of CaO-SiO2 content
圖4 胎樣品的因子分析圖Fig.4 The factor analysis of body samples
模糊聚類分析是根據(jù)模糊數(shù)學理論[8],用模糊矩陣的方法對樣品進行分類,每個樣品僅屬于其中的一類[9]?!邦惾甏伞贝商ヅc素燒胎的模糊聚類分析圖如圖5所示。當閾值λ值取0.808時,從QL12到QL46可聚為一類,共27個樣品,包括了除QL16、QL20和QL42三個樣品之外的全部“類汝瓷”瓷胎;QL52、QL53、QL54、QL55等4個素燒胎樣品各為一類。表明“類汝瓷”瓷胎原料來源基本一致,與素燒胎截然不同。
圖5 胎樣品的模糊聚類分析圖Fig.5 The fuzzy cluster analysis of body samples
清涼寺汝窯2012-2014年出土的不同釉色的“類汝瓷”瓷胎原料來源基本一致;素燒胎原料與“類汝瓷”瓷胎原料完全不同。本次研究為“類汝瓷”以及素燒器原料的研究提供科學依據(jù),對豐富清涼寺汝窯的文化內(nèi)涵具有重要意義。